基于RBF神经网络的上肢柔性外骨骼机器人自适应复合控制

1

作者 门曦凯 郭朝 《控制工程》 北大核心 2025年第4期586-594,共9页

为了提高上肢外骨骼机器人关节的柔性,结合模块化串联弹性驱动器和鲍登线,提出了一种上肢柔性外骨骼机器人。针对鲍登线产生的非线性摩擦、外界未知扰动和模型不确定性,提出了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的... 为了提高上肢外骨骼机器人关节的柔性,结合模块化串联弹性驱动器和鲍登线,提出了一种上肢柔性外骨骼机器人。针对鲍登线产生的非线性摩擦、外界未知扰动和模型不确定性,提出了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的自适应复合控制器。该控制器采用扰动观测器和RBF神经网络自适应控制器对扰动进行估计和补偿,并通过滑模控制器实现上肢柔性外骨骼机器人的跟踪控制。此外,通过李雅普诺夫理论证明了该控制器的稳定性。仿真结果表明,与传统的比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制器和滑模控制器相比,所提控制器具有更好的扰动补偿能力、更高的跟踪控制精度和鲁棒性,实现了对上肢柔性外骨骼机器人的精准跟踪控制。 展开更多

关键词 上肢柔性外骨骼机器人 RBF神经网络 滑模控制 扰动观测器

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基于扩张状态观测器和自适应滑模的上肢柔性外骨骼系统轨迹跟踪控制

2

作者 朱鑫宇 孙振兴 《现代制造工程》 北大核心 2025年第1期57-66,共10页

针对上肢柔性外骨骼系统存在外界干扰和参数不确定性,导致高精度轨迹跟踪难的问题,设计提出了基于自适应积分全局滑模和扩张状态观测器的上肢柔性外骨骼系统控制方法。首先,利用拉格朗日函数对上肢柔性外骨骼系统进行建模,并将模型分解... 针对上肢柔性外骨骼系统存在外界干扰和参数不确定性,导致高精度轨迹跟踪难的问题,设计提出了基于自适应积分全局滑模和扩张状态观测器的上肢柔性外骨骼系统控制方法。首先,利用拉格朗日函数对上肢柔性外骨骼系统进行建模,并将模型分解为两个子系统进行级联控制。其次,使用两个扩张状态观测器来补偿参数不确定性和外界干扰。在位置轨迹控制中,构建了自适应积分全局滑模控制,其中为了避免积分饱和,设计了非线性积分函数,同时建立了衰减函数以加快全局滑模面的收敛速度。利用自适应控制方法来自适应调整趋近律系数,以减少抖振,提高系统的动态性能。最后,通过设计的Lyapunov函数证明了稳定性。实验结果表明,与传统的线性自抗扰控制和积分滑模控制相比,该方法具有更精确的轨迹跟踪效果和更强的鲁棒性,控制精度明显提高,且在外界干扰和系统参数不确定情况下仍保持高精度轨迹跟踪,表明了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 上肢柔性外骨骼 自适应控制 积分全局滑模控制 扩张状态观测器

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面向柔性外骨骼机器人的纺织材料研究现状 被引量：1

3

作者 顾娅 傅宏俊 《印染》 北大核心 2024年第1期79-84,共6页

基于纺织材料的柔性外骨骼机器人有效解决了刚性外骨骼机器人顺应性差、笨重、穿戴舒适性差等问题。文章介绍了柔性外骨骼机器人的发展现状,重点介绍了主要的驱动结构(包括线驱动、气动肌肉和液压驱动等),柔性外骨骼机器人主要采用的纺... 基于纺织材料的柔性外骨骼机器人有效解决了刚性外骨骼机器人顺应性差、笨重、穿戴舒适性差等问题。文章介绍了柔性外骨骼机器人的发展现状,重点介绍了主要的驱动结构(包括线驱动、气动肌肉和液压驱动等),柔性外骨骼机器人主要采用的纺织材料(形状记忆材料、电活性聚合物、碳纤维和水凝胶材料等),并剖析了纺织材料在柔性外骨骼领域应用所面临的困难,并提出了今后的发展方向。 展开更多

关键词 柔性外骨骼 纺织材料 可穿戴机器人

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可穿戴柔性上肢外骨骼的研究进展与展望 被引量：4

4

作者 戴一鸣 陈嘉琛 +2 位作者 刘晨东 杨大鹏 赵京东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-16,共16页

为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。外骨骼可以有效地提供保护、支撑等功能,解决高强度重复性工作导致的肢体疲劳和身体机能衰退,以及中风或职业病导致的肢体运动障碍... 为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。外骨骼可以有效地提供保护、支撑等功能,解决高强度重复性工作导致的肢体疲劳和身体机能衰退,以及中风或职业病导致的肢体运动障碍。此外,它们有能力通过额外的动力和功能来恢复或增强人类的运动能力。可穿戴柔性外骨骼作为一种新兴的外骨骼发展方向,相较于传统的刚性外骨骼,具有结构柔顺、人机交互性好和穿戴舒适性好等明显优势。首先,本研究结合柔性上肢外骨骼的3种主要驱动方式(绳驱、气动、形状记忆合金),详细解析不同驱动方式的相关研究成果和相应结构特点。然后,从结构、材料、控制、辅助4个方面分析和阐述如今柔性上肢外骨骼面临的关键技术挑战。最后,结合外骨骼在不同领域应用的需求,推测未来柔性上肢外骨骼技术将向灵活化、舒适化、顺应化、智能化方向发展。研究表明,可穿戴柔性上肢外骨骼的技术尚处于初始阶段,仍有许多技术难题亟需解决,同时,新型的柔性执行器,柔性传感器等可为关键技术难题的突破提供参考。 展开更多

关键词 可穿戴外骨骼 柔性上肢外骨骼 人机交互 研究现状 发展趋势

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上肢康复外骨骼机器人控制方法进展研究 被引量：18

5

作者 刘冰 李宁 +5 位作者 于鹏 杨铁 陈文远 杨洋 王文学 姚辰 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期643-651,共9页

上肢康复外骨骼机器人主要用于为上肢运动功能障碍患者提供科学有效的康复训练,以实现患肢运动功能恢复及日常生活自理。该文从控制策略的角度综述了近年来上肢康复外骨骼机器人的研究进展。首先,从不同时期的康复治疗需求的角度出发,... 上肢康复外骨骼机器人主要用于为上肢运动功能障碍患者提供科学有效的康复训练,以实现患肢运动功能恢复及日常生活自理。该文从控制策略的角度综述了近年来上肢康复外骨骼机器人的研究进展。首先,从不同时期的康复治疗需求的角度出发,对已有的控制策略进行主动、被动控制分类,并对不同的控制方法进行概述,分析了各控制方法的当前研究现状。最后,对上肢康复外骨骼机器人发展中一些关键的挑战进行讨论并展望了未来的研究方向。 展开更多

关键词 主动控制 控制策略 外骨骼机器人 被动控制 上肢康复

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一种7自由度外骨骼上肢康复机器人设计与控制研究 被引量：7

6

作者 刘志辉 孙奕 +3 位作者 唐智 袁涛 孔繁磊 王生泽 《东华大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第4期535-540,共6页

针对外骨骼上肢康复机器人自由度受限的问题,根据上肢关节运动机理对上肢结构进行模型简化,提出一种改进的7自由度外骨骼上肢康复机器人结构设计,并对运动支撑的各部分单元进行结构建模和分析,根据安全人机工程学进行了康复运动系统的... 针对外骨骼上肢康复机器人自由度受限的问题,根据上肢关节运动机理对上肢结构进行模型简化,提出一种改进的7自由度外骨骼上肢康复机器人结构设计,并对运动支撑的各部分单元进行结构建模和分析,根据安全人机工程学进行了康复运动系统的电气设计与控制研究.研究结果表明,该7自由度外骨骼上肢康复机器人在结构设计上更加符合人因工学,控制机制优化,安全性能良好,为实现后期的实时控制与运动规划奠定了基础. 展开更多

关键词 外骨骼机器人 上肢康复 机构设计 控制

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一种轮椅平台的上肢外骨骼康复机器人的研究 被引量：5

7

作者 王峰 喻洪流 +1 位作者 李新伟 王露露 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期819-823,共5页

目的:针对现有上肢康复机器人由于体积庞大、移动不便导致上肢功能障碍患者难以在最佳时期介入康复治疗的问题,本研究设计一种以轮椅为平台的轻便式上肢外骨骼康复机器人。方法:根据人体运动学和动力学特性确定合适的机械结构参数并完... 目的:针对现有上肢康复机器人由于体积庞大、移动不便导致上肢功能障碍患者难以在最佳时期介入康复治疗的问题,本研究设计一种以轮椅为平台的轻便式上肢外骨骼康复机器人。方法:根据人体运动学和动力学特性确定合适的机械结构参数并完成整体机械设计;以嵌入式为平台开发上肢康复机器人控制系统,利用自适应PID控制算法解决上肢康复机器人机交互问题;通过上位机软件绘制运动轨迹和关节角度、速度和力矩的变化曲线,验证设计指标达标情况。结果:该上肢外骨骼康复机器人肩关节屈伸、收展以及肘关节伸屈运动范围在人体对应关节运动范围的60.67%—81.10%,肩关节屈伸电机输出力矩0—18Nm,肘关节屈伸电机输出扭矩在0—14Nm。结论:该上肢外骨骼康复机器人设计合理,人体穿戴方便舒适、各关节运动范围、输出力矩符合人体运动特性,且操作简单,移动方便,可帮助上肢功能障碍患者进行被动、主动和助力康复训练。 展开更多

关键词 上肢外骨骼康复机器人 上肢功能障碍 自适应PID控制

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下肢外骨骼机器人踝关节混合柔性驱动设计与研究 被引量：4

8

作者 李金良 郑伟 +1 位作者 王德堂 于岩 《机床与液压》 北大核心 2019年第15期42-48,共7页

为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起... 为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起到缓冲减振作用。设计了碟刹装置实现刚性驱动功能,以快速精确的响应人踝关节的摆动,避免人机运动偏差。建立了踝关节的动力学模型,通过频域特性分析方法得到了踝关节在不同参数特性下的稳定性以及力跟随特性。仿真实验验证了外骨骼机器人踝关节在受到冲击时的缓冲减振特性,并且验证了模型的准确性和有效性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 混合柔性驱动 串联弹性驱动器 人机交互

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主从式上肢外骨骼康复机器人的运动学研究 被引量：6

9

作者 鲁守银 张蔚然 赵洪华 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期494-501,共8页

针对主从式上肢外骨骼康复机器人的机械臂活动空间设计和双臂干涉问题,基于Denavit-Hartenberg参数建模法,以人体上肢活动范围为边界条件,建立主从臂各关节在统一固定坐标系下的运动学模型;以齐次坐标运动学模型为基础,确定基于上肢运... 针对主从式上肢外骨骼康复机器人的机械臂活动空间设计和双臂干涉问题,基于Denavit-Hartenberg参数建模法,以人体上肢活动范围为边界条件,建立主从臂各关节在统一固定坐标系下的运动学模型;以齐次坐标运动学模型为基础,确定基于上肢运动极限位置约束的主从双臂间的安全活动空间,并利用蒙特卡罗算法进行仿真验证;根据主从双臂活动范围的安全距离与上肢活动规律,给出主、从双臂各五自由度康复机器人的设计及从臂跟随主臂意图运动的训练方法。计算机仿真试验和实验室样机现场试验结果表明,机器人活动空间满足康复训练上肢活动方式和活动范围等人体工学要求,解决了因主从臂干涉而造成的二次伤害等影响康复效果的问题。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 主从式结构 运动学建模 外骨骼机器人

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基于纺织材料的柔性外骨骼机器人研究现状 被引量：2

10

作者 刘月娟 傅宏俊 +2 位作者 李树锋 郭欢 钟智丽 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2022年第11期119-127,共9页

柔性外骨骼机器人凭借其便携、高效、轻量化的特点逐渐成为可穿戴机器人领域的研究热点。为了进一步探讨纺织材料与柔性外骨骼机器人的关系,首先从外骨骼机器人的应用需求出发,对刚性和柔性外骨骼机器人的优缺点及适用人群进行分析和对... 柔性外骨骼机器人凭借其便携、高效、轻量化的特点逐渐成为可穿戴机器人领域的研究热点。为了进一步探讨纺织材料与柔性外骨骼机器人的关系,首先从外骨骼机器人的应用需求出发,对刚性和柔性外骨骼机器人的优缺点及适用人群进行分析和对比;然后详细综述了涉及纺织材料的柔性外骨骼机器人的发展现状,介绍了可用于柔性外骨骼机器人的新型纺织材料;最后围绕人体运动信息检测技术、绑缚系统的安全性与舒适性以及功能性纺织技术等方面对柔性外骨骼机器人关键技术进行分析。指出纺织材料在柔性外骨骼机器人的研发与制备方面具有不可或缺的作用。 展开更多

关键词 柔性外骨骼机器人 纺织材料 助力 可穿戴机器人

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面向下肢康复的柔性外骨骼机器人进展研究 被引量：17

11

作者 孟琳 董洪涛 +2 位作者 侯捷 刘源 明东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期206-217,共12页

作为近年来新兴的机器人技术,柔性外骨骼结合了柔性驱动和可穿戴机构,有效解决了传统刚性外骨骼机器人重量大、顺应性差、效率低、穿戴舒适性差的问题,因此尤其适用于运动障碍患者的辅助行走及运动康复,已成为主动康复领域发展的重要方... 作为近年来新兴的机器人技术,柔性外骨骼结合了柔性驱动和可穿戴机构,有效解决了传统刚性外骨骼机器人重量大、顺应性差、效率低、穿戴舒适性差的问题,因此尤其适用于运动障碍患者的辅助行走及运动康复,已成为主动康复领域发展的重要方向之一。本综述聚焦下肢柔性外骨骼助行机器人近十年的创新与应用进展,收集整理了60篇目标文献,其中,线驱动50篇,气动驱动7篇,其他驱动3篇,从柔性驱动结构设计、控制方法、康复应用3个方面对相关研究进行剖析讨论。目前,柔性外骨骼主要以线驱动和位置控制研究为主,发展方向为设备轻量化,驱动柔顺化,并结合电生理信号研究和人机交互理论以期降低人体代谢。相关临床试验表明柔性外骨骼有利于患者步态的对称性增强,步速增加,更接近于正常步态。未来,柔性外骨骼机器人有望为步态障碍患者带来更好的主动康复效果和穿戴体验。 展开更多

关键词 康复 柔性外骨骼 下肢助行 康复机器人

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末端牵引式上肢外骨骼结构设计与运动学分析 被引量：3

12

作者 张凤鑫 孙振兴 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期120-127,158,共9页

针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的... 针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的结构设计;其次,使用有限元仿真软件Ansys Workbench对关键零/部件进行静力学仿真,优化零件刚度、强度及尺寸,从而验证外骨骼材料及尺寸的合理性;然后采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立坐标系,推导了正运动学并对末端位姿工作空间进行求解,并绘制了工作空间点云图;最后,使用Adams软件对末端牵引式上肢外骨骼进行了运动学分析。结果表明,末端牵引式上肢外骨骼结构设计合理,能够满足上肢运动功能障碍患者的康复训练要求。 展开更多

关键词 末端牵引式上肢外骨骼机器人 三自由度 结构设计 静力学仿真 运动学仿真 康复训练

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基于柔性气压驱动器的可穿戴式腰部助力机器人研究 被引量：14

13

作者 李向攀 韩建海 +3 位作者 郭冰菁 张彦斌 赵菲菲 则次俊郎 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1849-1858,共10页

针对老龄化社会对于康复和看护助力搬运的需要,提出了用气压驱动器实现轻量、柔性助力、穿戴舒适的可穿戴式腰部助力机器人.机器人采用无外骨骼的结构设计,可以给护理人员在提升重物和静态保持作业时输出腰部所需助力,降低下腰痛(Low ba... 针对老龄化社会对于康复和看护助力搬运的需要,提出了用气压驱动器实现轻量、柔性助力、穿戴舒适的可穿戴式腰部助力机器人.机器人采用无外骨骼的结构设计,可以给护理人员在提升重物和静态保持作业时输出腰部所需助力,降低下腰痛(Low back pain,LBP)致病风险.通过对重物搬运作业中穿戴者竖脊肌表面肌电信号(Surface electromyography,s EMG)评估、基于测力平台最大搬举重量测试、静态弯腰负重作业下人体重心(Center of gravity,COG)移动轨迹等相关实验,验证了助力有效性. 展开更多

关键词 可穿戴式 助力机器人 柔性气压驱动器 外骨骼

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穿戴式柔性下肢助力机器人发展现状及关键技术分析 被引量：22

14

作者 李剑锋 李国通 +2 位作者 张雷雨 杨东升 王海东 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期427-438,共12页

穿戴式柔性下肢助力机器人技术在康复医疗、助老助残、生活起居等方面具有广阔的应用前景,具有质量轻、体积小、可穿戴性强、人机相容性好等优势.为促进我国柔性下肢助力机器人的研究和发展,总结国内外在该领域的研究进展,阐述了多种助... 穿戴式柔性下肢助力机器人技术在康复医疗、助老助残、生活起居等方面具有广阔的应用前景,具有质量轻、体积小、可穿戴性强、人机相容性好等优势.为促进我国柔性下肢助力机器人的研究和发展,总结国内外在该领域的研究进展,阐述了多种助力系统的组成、驱动原理和运动学信息等,分析了各助力系统的辅助力/矩传递规律及其助力效果.同时,对柔性下肢助力机器人所涉及的安全与可靠性、步态检测技术、驱动方式及控制策略、助力性能评估等关键技术进行了分析.在总结研究成果及分析关键技术的基础上,指出柔性下肢助力机器人今后的发展方向、研究思路和面临的挑战.对于柔性下肢助力机器人及相关的研究工作,具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 柔性下肢助力机器人 穿戴设备 外骨骼 髋关节 下肢步态

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具有关节力矩反馈的上肢康复机器人设计 被引量：4

15

作者 李建 龚发云 +1 位作者 汤亮 涂细凯 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第5期239-242,共4页

康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外... 康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外骨骼设计的有效性,对其结构设计进行了阐述,并对其分别进行了运动学和动力学建模,通过Matlab对终端活动范围进行了仿真,并对样机的单关节和整体性能进行了测试,实验数据显示这种驱动关节和康复机器人设计表现出较好的控制性能,有良好的研究前景。 展开更多

关键词 上肢外骨骼 康复机器人 关节驱动方法 卒中康复 双侧外骨骼 动力学建模

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基于SVM步态分类的柔性外骨骼自主定位优化方法 被引量：4

16

作者 沈世斌 古翠红 +3 位作者 钱伟行 彭雄 王朔远 许博深 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期153-158,共6页

针对复杂步态下柔性外骨骼虚拟惯性测量组件(VIMU)性能稳定性下降的问题,研究了一种基于支持向量机(SVM)步态分类的自主定位优化方法。采用SVM算法模型对柔性外骨骼的多种常规步态类型进行识别,根据不同的步态类型构建不同的卷积-长短... 针对复杂步态下柔性外骨骼虚拟惯性测量组件(VIMU)性能稳定性下降的问题,研究了一种基于支持向量机(SVM)步态分类的自主定位优化方法。采用SVM算法模型对柔性外骨骼的多种常规步态类型进行识别,根据不同的步态类型构建不同的卷积-长短期记忆(VGG-LSTM)混合神经网络模型,并通过判断实际惯性测量组件(IMU)的故障,利用VIMU构成具备系统重构能力的强鲁棒性自主定位方法。研究结果表明,复杂步态下基于SVM的步态分类方法可在保证VIMU精度的同时,降低VGG-LSTM神经网络模型的复杂性;机器人肢节末端IMU在常规步态下出现故障时,系统重构后的自主定位性能与无故障情况下基本保持一致,重构导航系统的定位误差在行进距离的2.5%以内。 展开更多

关键词 柔性外骨骼机器人 惯性导航系统 虚拟惯性测量组件 支持向量机 步态识别

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面向单臂弯举的气动肌肉上肢外骨骼系统设计与实验 被引量：6

17

作者 赵智睿 李醒 +3 位作者 张航 刘明芳 马天华 郝丽娜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期423-430,共8页

针对人体手臂负载弯举过程中易产生肩袖损伤的问题,设计了一种气动肌肉上肢外骨骼机器人。其本体结构由一个肘关节外骨骼机器人和气动式外展肩枕构成,并通过双层护肩结构固定于穿戴者上肢。该设计结合了刚性外骨骼机器人结构的力传递优... 针对人体手臂负载弯举过程中易产生肩袖损伤的问题,设计了一种气动肌肉上肢外骨骼机器人。其本体结构由一个肘关节外骨骼机器人和气动式外展肩枕构成,并通过双层护肩结构固定于穿戴者上肢。该设计结合了刚性外骨骼机器人结构的力传递优势和柔性仿生式织物结构的柔顺性优势,在负载弯举过程中对穿戴者的肘关节和肩关节提供必要的助力,同时提高了肩关节处的人机相容性。对比实验结果表明,实验者手持负载并穿戴气动式上肢外骨骼机器人后可以在心率无显著性增加的状态下完成弯举动作,并且在气动式外展肩枕的作用下肩部外展轨迹更近似于自然弯举状态下的轨迹。与无穿戴状态下对比,肱二头肌肌电信号的平均绝对值和均方根分别降为69.92%~70.97%和66.46%~78.85%,冈上肌肌电信号的平均绝对值和均方根分别降为80.67%~81.51%和78.02%~89.22%。 展开更多

关键词 上肢外骨骼机器人 单臂弯举 肩袖损伤 气动肌肉

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上肢康复机器人研究及发展 被引量：13

18

作者 冷冰 李旺鑫 刘斌 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第11期4311-4322,共12页

为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来... 为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来上肢康复机器人从低自由度向高自由度、传统材料向新型轻质材料、刚性关节向柔性关节、传统控制向人工智能的发展趋势。研究结果可为上肢康复机器人的发展方向提供参考,促进上肢康复机器人的未来发展。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 外骨骼式 末端牵引式 多自由度 人工智能

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不确定机器人系统无模型自适应滑模控制方法 被引量：10

19

作者 李醒 王晓峰 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期655-660,共6页

为了弥补不确定机器人系统模型不准确、参数时变的问题,该文提出了一种数据驱动的无模型自适应滑模控制方法。利用一种新的动态线性化方法转换不确定机器人动力学模型。采用数据驱动无模型自适应控制方法设计控制器。引入离散滑动模态... 为了弥补不确定机器人系统模型不准确、参数时变的问题,该文提出了一种数据驱动的无模型自适应滑模控制方法。利用一种新的动态线性化方法转换不确定机器人动力学模型。采用数据驱动无模型自适应控制方法设计控制器。引入离散滑动模态指数趋近律保证其收敛性。以五自由度外骨骼上肢康复机器人为仿真对象,通过Sim Mechanics进行仿真实验。结果证明即使在无法建立准确模型的情况下,该文所提出的无模型自适应滑模控制方法也可使不确定时变的机器人系统沿着给定的轨迹运动且系统稳定。仿真结果证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 不确定机器人 无模型控制 自适应控制 滑模控制 数据驱动控制 动态线性化方法 离散滑动模态指数趋近律 五自由度机器人 外骨骼上肢康复机器人

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新型可穿戴上肢康复机构的设计与分析 被引量：7

20

作者 郭盛 马可 王向阳 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期132-140,共9页

为辅助上肢功能障碍患者进行康复训练,结合串联及并联机构优势,综合考虑人体穿戴舒适性,并基于人体上肢运动机理及参数,采用混联方法设计了一种新型可穿戴上肢康复训练机构.该机构可慢速运动带动患者手臂进行定轨迹康复训练.使用矢量环... 为辅助上肢功能障碍患者进行康复训练,结合串联及并联机构优势,综合考虑人体穿戴舒适性,并基于人体上肢运动机理及参数,采用混联方法设计了一种新型可穿戴上肢康复训练机构.该机构可慢速运动带动患者手臂进行定轨迹康复训练.使用矢量环路法建立机构刚体部分的运动学模型,并对机构刚体部分进行了运动静力学分析,得到机构运动状态与所需驱动力之间的理论关系.在仿真环境Adams中开展了运动学及运动静力学仿真.最后,以一典型康复动作为例,对比其运动学、运动静力学的理论解及仿真数值解.结果表明,理论解曲线和仿真曲线走势相同,误差在合理范围内,验证了运动静力学模型的正确性. 展开更多

关键词 上肢外骨骼 康复机器人 机构设计 运动静力学

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